KR0181470B1 - 방풍유리상의 수분을 센싱하는 방법 및 장치 그리고 자동제어 와이핑 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

방풍유리가 건조한 때에는 내부로 전반사되지만 차량 방풍유리의 외측 표면에 물이 있는 경우 최소한 일부분이 방풍유리 외부로 산란된다.

이 차이는 광센서에 의해 검출된다. 물의 존재는 한번 동작된 방풍유리 와이퍼를 동작시키는 발단이 되며, 일 와이퍼 동작동안 수신된 센서로부터의 신호의 특성은 시간 지연 또는 와이퍼 블레이드 속도등의 다음번 와이퍼 동작의 특성을 세트하는데 사용된다. 광선빔은 적외선 광선이다.

Description

[발명의 명칭]

방풍유리상의 수분을 센싱하는 방법 및 장치, 그리고 자동제어 와이핑 방법 및 장치

[기술분야]

본 발명은 유리상의 물의 검출량에 대응하는 비율로 자동차 방풍유리의 와이핑을 제어하는 시스템에 관한 것이다.

[기술배경]

오스트레일리아 특허 제546327호에서, 차량의 외부에 장착된 검출기는 연속적으로 강우량을 감시하여 방풍유리 와이퍼 날(wiper blade)의 최종 와이핑이 종료된 후 떨어진 강우량에 대한 값을 제공한다. 강우의 전체량이 소정 레벨에 도달하면 와이퍼 날이 다시 동작한다. 이러한 방식의 종래 기술에 따른 일반적인 방풍유리 자동제어장치는 검출된 실제의 강우량신호를 통합하여 방풍유리 와이퍼 동작의 비율 또는 빈도를 결정한다.

종래 기술의 예로 일본 특허 공개 제 57118952호에서는 검출기 그 자체로 떨어지는 강우량의 계산 결과로 검출기로 떨어지는 강우에 반응하여 방풍유리 와이퍼 제어기가 작동한다. 종래 기술의 다른 예로 미국 특허 출원 4859867에서는 또한 단순히 검출기로 직접 떨어지는 강우량에 반응하는 검출기 장치를 채택한다.

그렇지만, 이러한 시스템은 적어도 강우량에 대한 고려 뿐만 아니라 근처의 차량으로부터 검출기에 직접적으로 튀기지 않고 그럼에도 불구하고 운전자의 시야에 방해가 되는 물 등을 고려하여 방풍유리가 와이핑될 필요가 있다는 점에 대해서는 일반적으로 불충분하다.

[발명의 개요]

본 발명은 스위핑 와이퍼 날의 앞에서 밀려진 수막의 크기가 와이퍼 날의 연속적으로 쓸려지는 동안 유리에 떨어진 강우량의 정확하고 신뢰할 수 있는 측정을 제공할 수 있다. 이러한 강우량의 정확한 측정으로 광학적으로 유리로부터 강우를 제거하는 데 와이퍼 날의 운동을 보다 잘 제어하는 것이 가능하다.

따라서, 넓은 의미에서, 본 발명은, 와이퍼가 방풍유리의 영역을 가로 지르도록 동작함에 따라 상기 영역을 가로지르는 방풍유리 와이퍼에 의해 쓸려지는 수막의 크기를 검출하는 수단과;

검출된 수막의 크기에 의하여 방풍유리 와이퍼의 다음 동작사이클을 제어하는 수단을 포함하는 차량용 방풍유리 와이퍼를 제어하는 장치를 개시한다.

본 발명에 따라서, 차량의 내부로부터 방풍유리 와이퍼에 의해 닦여지는 방풍유리의 입사점으로 상기 방풍유리의 외부표면이 건조할 때에만 빛에너지가 상기 방풍유리에 의해 완전히 내부로 전반사 되는 선택각도로 상기 빛에너지를 조사하는 단계와;

방풍유리에 의해 반사된 빛 에너지를 검출하여 반사된 빛 에너지의 양을 결정하는 단계와;

신호를 발생시키기 위해 방풍유리 와이퍼의 각 동작상의 적어도 일 부분동안 검출된 반사된 빛에너지의 결정량을 전기적으로 처리하는 단계; 및

상기 신호에 따라 방풍유리 와이퍼의 움직임 속도, 또는 방풍유리 와이퍼의 이 동작으로부터 다음 동작까지의 시간 지연을 제어하는 단계를 포함하는 차량 방풍유리 와이퍼를 제어하는 방법에 있어서, 상기 부분이 적어도 빛에너지가 와이퍼가 입사점을 지남에 따라 와이퍼에 앞서 수막의 결과로 반사될 때 시간을 포함하여 상기 신호가 수막의 크기를 나타내고 있는 것을 특징으로 하는 차량 방풍유리 와이퍼를 제어하는 방법을 개시한다.

본 발명의 실시예는, 차량의 내부로부터, 방풍유리 와이퍼에 의해 쓸려지는 입사점에, 방풍유리의 표면상에 빛에너지를 조사하는 빛에너지원과,

상기 방풍유리 표면에 의해 반사된 조사된 빛 에너지를 검출하고 반사된 빛에너지의 검출량에 상응하는 신호를 발생시키는 빛에너지 검출기와;

방풍유리 와이퍼 작동 속도, 또는 현재 방풍유리 와이퍼 작동과 다음 방풍유리 와이퍼 작동 사이의 시간 지연을 제어하기 위한 제어기를 포함하는 차량 방풍유리 와이퍼를 제어하기 위한 장치에 있어서, 상기 제어기가 와이퍼가 상기 입사점을 통과함에 따라 와이퍼에 앞선 수막의 크기에 상응하는 빛에너지의 검출량에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 차량 방풍유리 와이퍼를 제어하는 장치를 제공한다.

빛은 발광다이오드에 의해 발산되는 적외선 영역인 것이 바람직하나, 적외선 레이저 광선도 사용가능하다. 광원 및 검출기는 프리즘렌즈의 후면에 위치되어, 방풍유리에 대하여 실질적으로 정면인 대향하는 정면으로 유지되는 것이 바람직하다. 상기 프리즘 렌즈는 광원 및 검출기에 각각 근접한 프리즘의 반대측상에 배치된 각 송신 및 수신 내부 반사면을 포함하는 것이 바람직하다.

[도면의 간단한 설명]

제1(a)도 및 제1(b)도는 방풍유리의 외측상의 수분상태를 검출하는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 개략도.

제2(a)도 및 제2(b)도는 방풍유리의 내측의 수분상태를 검출하는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 개략도.

제3(a)도 내지 제3(c)도는 제1도에 나타낸 배치의 바람직한 설계의 단면도 및 발생된 빛 광선 패턴의 개략도이다.

[본 발명을 실행하기 위한 최상의 모드]

본원 발명은 상기 도면을 참조하여 아래에서 예시적으로 상세히 설명하기로 한다.

적외선 광선은 다이오드(LED)(4)에 의해 제공되며, 일반적으로 방풍유리(7)쪽으로의 경로(5)를 따라 조사된다. 입사각은, 외측면(1)이 건조할 때, 광선(5)의 적어도 높은 비율이 방풍유리(7)의 물질을 통과하여 방풍유리의 외측면(1)에서 내부적으로 반사되어, 경로(5)를 따라 검출기(6)까지 이어지도록 선택된다.

광선(5)의 입사점에서, 외측면(1)상에 물방울(3)과 같은 물의 존재는 광선(5)으로부터 발산되는 광에너지(8)의 실질적인 부분을 손실하게 되는 결과를 초래한다. 이와 같이, 방풍유리(7)의 외측상의 물은, 검출기(6)에 검출되는 빛의 양을 감소시킴으로써, 이에 의해 검출기(6)가 논리회로 또는 다른 전자장치에 신호를 공급하여 방풍유리(7)상의 물의 존재를 표시하게 한다.

와이퍼 제어회로장치(제1도에 도시되지 않음)는 검출기에 연결되어 있으며, 방풍유리(7)상의 물을 나타내는 신호를 수신하여 방풍유리 와이퍼 날의 제1와이핑 동작을 시작하게 한다. 와이퍼 날의 움직임은, 방풍유리(7)상에서 와이퍼 날의 청소동작시 존재하는 물의 양에 따른 비율로서 그 선행 모서리를 따라 수막을 생성시킨다. 이 수막이 검출기의 검출영역에서 레이저 광선(5)의 입사점을 통과함에 따라, 검출기(6)는 반사된 빛 광선(5)의 변화량을 수신하여 방풍유리로부터 날에 의해 와이핑된 수분량에 직접 관련된 신호를 생성한다. 방풍유리상의 수분량을 나타내는 이러한 신호는 그 후 처리되어 날의 다음 청소동작을 제어하는데 사용된다. 이와 같은 날 청소의 제어는 날 속도 또는 날의 마지막 동작 및 다음 동작 사이의 지연시간 또는 날 속도에 관련될 수 있다.

방풍유리(7)가 건조하게 되면, 검출기(6)에 도달하는 반사 광선(5)은 일정하게 되며 와이퍼는 동작을 중지한다.

제2도에서 적외선 광선(15)은 입사각으로 방풍유리(7)에 조사되어 방풍유리(7)의 내측면(2)으로부터 실질적인 외부 반사를 발생시킨다. 여기에서, 내측(2)에 수분의 응결(9)을 일으키는 수중기의 존재는 검출기(16)에 의해 측정되며, 검출된 빛의 양은 제1도의 실시예를 참조하여 전기한 바와 동일한 방식으로 빛의 산란(19)으로 인해 감소된다. 이 경우에 검출기(16)는 회로를 경유하여 차량의 서리 제거장치에 접속된다.

제3(a)도와 제3(b)도는 전기한 제1도의 장치를 특정 형태로 구현한 유사한 일체조립체(10, 20)의 설계도를 나타낸다.

제3(a)도의 조립체(10)는 적외선에 투명하며, 방풍유지(7)의 내측면(2)에 광학적으로 매칭되어 부착된 전면창(12)을 포함한다. 창(12)의 후면에서 3개의 적외선 LED(4)가 배열되어 방풍유리(7)에 각도진 광선(5)을 발생한다.

빛 광선(5)은 소정의 입사각도로 외측면(1)에 충돌되어 창(12)내로 다시 반사되며, 3개의 다이오드 광검출기(6)의 매칭세트에 충돌한다.

조합식 LED(4) 및 검출기(6)의 각 쌍은 자체모듈(13)내에 수용되며, 3개의 모듈(13)은 용기덮개(11)내에 나란히 위치되어, 3개의 밀접하게 이격된 조사점(illumination points)의 패턴을 형성하여 와이퍼 날의 결함을 수정하는 작동을 하게 한다. 이 장치는 와이퍼를 포함하는 차량의 배후 방풍유리에 매우 적절하다.

제3(b)도의 조립체(20)는 2줄에 3개로 배열된 6개의 모듈(13)을 구비한다. 조립체(20)에 의한 조사패턴(pattern of illumination)은 제3(c)도에 도시되며, 접속된 전자기기(도시되지 않음)가 충돌된 곤충등의 파편 뿐만 아니라 와이퍼 날의 결함에 의해 야기된 물무늬와 같은 해로운 영향을 받지 않게 하는 더 넓은 검출영역을 제공한다. 조립체(20)는 와이퍼 날(14)에 의해 닦여지는 외측면(1)의 검출영역과 일치하게 되는 어떤 적절한 점에서 유리표면(2)에 대하여 같은 높이로 창문(12)의 전면에 고정된다. 전형적인 차량의 전면 방풍유리에서는 흔히 방풍유리 및 내부후방 관측거울 사이에 배치될 수 있다.

[산업상의 적용]

방풍유리는 진동하는 와이퍼(필수적이지는 않다)와 같은 제어가능한 청소기구에 의해 빗물 또는 유사한 수분을 제거하여 유지되는 유리일 수도 있다. 이것은 차량, 배 그리고 비행기등에 특히 유용하게 사용된다.

Claims (8)

1. 차량의 내부로부터 방풍유리 와이퍼(14)에 의해 닦여지는 방풍유리의 입사점(1)으로 상기 방풍유리의 외부표면이 건조할 때에만 반사된 빛에너지(5, 15)가 상기 방풍유리(7)에 의해 완전히 내부로 전반사 되는 선택 각도로 상기 빛에너지(5, 15)를 조사하는 단계와; 방풍유리에 의해 반사된 빛 에너지를 검출하여(6, 16) 반사된 빛 에너지의 양을 결정하는 단계와; 신호를 발생시키기 위해 방풍유리 와이퍼(14)의 각 동작상의 적어도 일부분동안 검출된 반사된 빛에너지의 결정량을 전기적으로 처리하는 단계; 및 상기 신호에 따라 방풍유리 와이퍼(14)의 움직임 속도, 또는 방풍유리 와이퍼(14)의 이 동작으로부터 다음 동작까지의 시간 지연을 제어하는 단계를 포함하는 차량 방풍유리 와이퍼(14)를 제어하는 방법에 있어서, 상기 부분이 적어도 빛에너지가 와이퍼가 입사점을 지남에 따라 와이퍼(14)에 앞선 수막의 결과로 반사될 때 시간을 포함하여 상기 신호가 수막의 크기를 나타내는 것을 특징으로 하는 차량 방풍유리 와이퍼를 제어하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 반사된 빛의 양이 실질적으로 와이퍼 날이 입사점을 통과할 때에만 결정되는 것을 특징으로 하는 차량 방풍유리 와이퍼를 제어하는 방법.
3. 제1항 및 2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 빛에너지가 복수개의 평행 빛 광선으로 조사되는 것을 특징으로 하는 차량 방풍유리 와이퍼를 제어하는 방법.
4. 제1항 내지 2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 빛에너지가 적외선 빛인 것을 특징으로 하는 차량 방풍유리 와이퍼를 제어하는 방법.
5. 차량의 내부로부터, 방풍유리 와이퍼(14)에 의해 쓸려지는 입사점에, 방풍유리의 표면(1)상에 빛에너지(5, 15)를 조사하는 빛에너지원(4)과, 상기 방풍유리 표면(1)에 의해 반사된 조사된 빛 에너지를 검출하고 반사된 빛에너지의 검출량에 상응하는 신호를 발생시키는 빛에너지 검출기와; 방풍유리 와이퍼 작동 속도, 또는 현재 방풍유리 와이퍼 작동과 다음 방풍유리 와이퍼 작동 사이의 시간 지연을 제어하기 위한 제어기를 포함하는 차량 방풍유리 와이퍼(14)를 제어하는 장치에 있어서, 상기 제어기가 와이퍼(14)가 상기 입사점을 통과함에 따라 와이퍼(14)에 앞선 수막의 크기에 상응하는 빛에너지의 검출량에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 차량 방풍유리 와이퍼를 제어하는 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 빛 에너지원(4)이 조사된 빛의 적어도 하나의 광선을 발생시키고, 상기 빛에너지원(4) 및 빛 검출기(6, 16)이 하나의 유닛에 내장되는 것을 특징으로 하는 차량 방풍유리 와이퍼를 제어하는 장치.
7. 제5항 및 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 빛에너지원(4)은 복수개의 이격되어 떨어진 평행 광선들을 발생시키는 적외선 LED들이고 상기 빛 검출기(6, 16)는 상응하는 수의 적외선 검출기들인 것을 특징으로 하는 차량 방풍유리 와이퍼를 제어하는 장치.
8. 제3항에 있어서, 상기 빛 에너지가 적외선인 것을 특징으로 하는 차량 방풍유리 와이퍼를 제어하는 방법.